Skip to main content
SUPERVISOR
Abbas Hemmat,Mohammad Reza Mosaddeghi
عباس همت (استاد راهنما) محمدرضا مصدقی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Samer Alomar
سامر العمر

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Impact of Shredded Leaves and Tops of Cane Stalk and Their Biochar and Ash on Engineering Properties and Shear Strength of Two Texturally – Different Soils
One of agriculture methods for reaching to stable sugarcane farms, keep soil structure against influential stresses. These stresses can be induced by the movement of agriculture machines (harvesting and traort sugar cane machines) or by wet and dry processes. Soil compression considered as the most important factor that destroys physical fertility of soil. Add plant residue to the soil, can improve soil structure and water retention in the soil. Nowadays by increasing of farms areas, improving of heavy agriculture machines and increasing of work capacity of them for decreasing of production coast per hectare, soil compaction risk has been increased. Soil type and climatic characteristics of sugarcane region in Khuzestan province in comparison with other global regions are different. By taking into account the large areas of sugarcane farms, weak soil structure and high compaction of them, add planet residue and increasing of organic material of sugarcane farms is very important. Therefore the goal of this research is, Impact of additives (shredded leaves and tops of cane stalk, their biochar and ash) with different amounts of weight percent (1 and 2%) of two texturally – different soils (clay and sandy loam) of surface layer (0 to 20 centimeter of Lavark and Tiran farms) and with two moisture levels (0.8PL and 1.1PL) (PL= Plastic Limit) on engineering properties (SL=Shrinking limit, PL= Plastic limit, LL= Liquid limit, PI=Plastic Index and FI=Friability Index ) and shear strength parameters. Changing of soil moisture content causes internal stresses in the soil. Internal stress changes physical structure of the soil. This change in moisture content was determined by soil engineering properties (Atterberg limits). So that engineering properties were determined as following: shrinking limit by special mold, plastic limit by rolling and penetration cone method, liquid limit by Casagrande cup method. Soil failure considered as shear failure and the maximum shear stress at failure time, called shear strength. The amount of organic material in soil affects on shear strength parameters. Shear strength parameters (Cohesion (C) and internal friction angle (?)) were determined depending on direct shear test. Interactions of mean factors on engineering properties and shear strength parameters were assessed depending on Factorial experiment in a completely randomized design for three replications. The comparison between treated soil with additives and control was evaluated depending on completely randomized design. The Results of clay loam soil treated with additives indicated that, friability index for 2% biochar has been significantly increased to 61.2% compared to control. For sandy loam soil treated with additives, friability index for (1 or 2)% biochar has been significantly increased to 25% compared to control. By increasing of clay percent from 13.3% (sandy loam) to 30% (clay loam), adding (2%) of shredded planet residue and increasing of moisture content from 0.8PL to 1.1PL; cohesion parameter of soil has been significantly increased to 32.8, 45.5, 15 and 85%. By decreasing of clay percent from 30% (clay loam) to 13.3% (sandy loam), adding (2%) of additives and decreasing of moisture content from 1.1PL to 0.8PL; internal friction angle parameter of soil has been significantly increased to 30.5, 8.4 and 23.6%. Internal friction angle was not affected by additives. The comparison between treated clay loam with additives and control for moisture content (0.8PL) indicated that by adding (1% or 2%) of additives to soil; shear strength parameters (C and ?) have been decreased. The comparison between treated clay loam with additives and control for moisture content (1.1PL) indicated that by adding (1% or 2%) of additives to soil; cohesion parameter has been increased and internal friction angle has been decreased. The comparison between treated sandy loam with additives and control for moisture content (0.8PL and 1.1PL) indicated that by adding (1% or 2%) of additives to soil; cohesion parameter has been increased and internal friction angle has been decreased. Hence, for managing soil structure which has been treated with additives (shredded leaves and tops of cane stalk, their biochar and ash), it is recommended after adding of additives, soil is given sufficient time to find suitable changes in soil structure. Keywords: Engineering properties, Plastic limit, Plastic Index, Friability Index, Shear strength, Cohesion, Internal friction angle.
یکی از روش های دستیابی به کشاورزی پایدار مزارع نیشکر، حفظ ساختمان خاک در برابر تنش های وارده بر آن می‌باشد. تنش ها ممکن است ناشی از تردد ماشین های کشاورزی (ماشین های برداشت و حمل نی) و یا فرآیند تر و خشک شدن خاک باشند. بنابراین، تراکم خاک یکی از مهم ترین عواملی است که می‌تواند منجر به تخریب حاصل‌خیزی فیزیکی خاک شود. افزودن بقایای گیاهی به خاک می‌تواند سبب بهبود ساختمان خاک و نگهداشت آب در خاک شود. امروزه با افزایش اندازه مزارع و توسعه ماشین های کشاورزی سنگین و افزایش ظرفیت کاری آنها برای کاهش هزینه تولید در هکتار، خطر فشردگی خاک های کشاورزی افزایش یافته است. نوع خاک و ویژگی های اقلیمی در منطقه تحت کشت نیشکر در استان خوزستان با بقیه مناطق متفاوت است. ضمنا با توجه به سطح زیاد زیر کشت آن و ضعیف بودن ساختمان خاک و تراکم زیاد آن، افزودن بقایای گیاهی به خاک و افزایش ماده آلی آن مهم می‌باشد. بنابراین، اهدف این پژوهش عبارت بودند از : بررسی تاثیر افزودن مواد (بقایای نیشکر خردشده، خاکستر و بیوچار) با مقادیر مختلف درصد وزنی (1% و 2%) به خاک با دو بافت متفاوت (لوم رسی و لوم شنی). برای این منظور از لایه رویین (0-20 سانتی متر) مزارع لورک و منطقه تیران دو نوع خاک‌ تهیه شد و در دو سطح رطوبت نسبی (PL8/0 و PL1/1) بر خواص مهندسی (حدود آتربرگ: حد انقباض SL، حد خمیری PL و حد روانی LL ) و شاخص‌های خمیری (PI) و تردی (FI)) و بر پارامترهای مقاومت برشی خاک بودند. تغییر رطوبت خاک باعث ایجاد تنش درونی در خاک می‌شود. تنش درونی ساختمان فیزیکی خاک را تغییر می‌دهد. این تغییر در رطوبت توسط خواص مهندسی خاک (حدود اتربرگ) مطالعه شد. خواص مهندسی به‌ترتیب با استفاده از قالب ویژه ی حد انقباض، حد خمیری با روش‌های فیتیله‌ای و استفاده از نفوذ سنج مخروطی (مخروط افتان) و حد روانی با فنجان کاساگراند تعیین گردید.گسیختگی خاک عمدتاً از نوع گسیختگی برشی است. مقدار مواد آلی در خاک پارامترهای مقاومت برشی را تحت تاثیر قرار می‌دهند. پارامترهای مقاومت برشی (چسبندگی، c و زاویه اصطکاک داخلی، ?) توسط آزمایش برش مستقیم تعیین شدند. اثرات متقابل عامل های اصلی بر خواص مهندسی و پارامترهای مقاومت برشی خاک با آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کامل تصادفی و با سه تکرار بررسی شدند. مقایسه خاک تیمارشده با مواد افزودنی با تیمار شاهد با آزمایش طرح کامل تصادفی بررسی شد. نتایج نشان داد که در خاک لوم رسی تیمارشده با مواد افزودنی، شاخص تردی با افزودن بیوچار 2% به اندازه 2/61% و به طور معنی داری نسبت به تیمار شاهد افزایش یافت. در خاک لوم شنی تیمارشده با مواد افزودنی، افزودن بیوچار (1 یا 2%) به آن منجر به افزایش شاخص تردی به اندازه 25% و به طور معنی داری نسبت به تیمار شاهد شد. با افزایش مقدار رس خاک از 3/13% (لوم شنی) به 30% (لوم رسی)، افزودن دو برابر مقدار (2%) بقایای نیشکر خردشده به خاک و افزایش رطوبت نسبی از L8/0 به PL1/1 پارامتر چسبندگی خاک به ترتیب به اندازه 8/32، 5/45، 15 و 85 % به طور معنی داری افزایش یافت. با کاهش مقدار رس خاک (از 30% (لوم رسی) به 3/13% (لوم شنی)، دو برابر شدن مواد افزودنی (2%) و کاهش رطوبت نسبی( از PL1/1 به PL8/0)، پارامتر زاویه اصطکاک داخلی خاک به ترتیب به اندازه 5/30، 4/8 و 6/23 % و به طور معنی داری افزایش یافت. زاویه اصطکاک داخلی تحت تأثیر نوع افزودنی قرار نگرفت. مقایسه خاک لوم رسی تیمارشده با مواد افزودنی و تیمار شاهد در شرایط مرطوب (PL8/0) نشان داد که اضافه کردن مواد افزودنی در هر دو سطح (1% و 2%) به خاک منجر به کاهش هر دو پارامتر مقاومت برشی خاک (چسبندگی و زاویه اصطکاک داخی بین ذرات خاک) شد. مقایسه خاک لوم رسی تیمارشده با مواد افزودنی و تیمار شاهد در شرایط تر (PL1/1) نشان داد که اضافه کردن مواد افزودنی در هر دو سطح (1% و 2%) منجر به افزایش پارامتر چسبندگی خاک و کاهش پارامتر زاویه اصطکاک داخلی بین ذرات خاک شد. مقایسه خاک لوم شنی تیمارشده با مواد افزودنی با تیمار شاهد در شرایط مرطوب (PL8/0) و تر (PL1/1) نشان داد که اضافه کردن مواد افزودنی به هر دو سطح (1% و 2%) به خاک منجر به افزایش پارامتر چسبندگی خاک و کاهش پارامتر زاویه اصطکاک داخلی بین ذرات خاک شد. از این رو برای مدیریت ساختار خاک هایی که مواد افزودن (بقایای نیشکر خردشده، خاکستر و بیوچار ) به منظور اصلاح آن به خاک افزوده شده است توصیه می شود پس از اضافه کردن مواد افزودنی، فرصت کافی به خاک داده بشود که تغییرات ملایم در ساختار در خاک مزرعه پیدا گردد. واژه های کلیدی : خواص مهندسی، حد خمیری، شاخص خمیری، شاخص تردی، مقاومت برشی، چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی